凹透镜

           

                   

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介绍

在本教程中，我们将了解凹透镜。凹透镜产生的图像，形成的图像的性质，以及与凹透镜相关的光线图将在这里详细描述。

在进一步讨论之前，让我们回顾一下与凹透镜相关的一些要点。

• 凹透镜使入射光线发散。

• 发散的光线在一个称为焦点 (F1) 的虚拟点处相遇，该点位于透镜的对面。从焦点 (F1) 到光学中心 (O) 的距离称为焦距 (f1)。

• 主轴是一条假想直线，由光学中心 (O)、曲率中心 (C1 & C2) 和曲率半径 (R1 & R2) 组成。

• 孔径 (A) 是镜头的线性直径。

现在您可能已经回忆起与凹透镜相关的要点，我们将在本教程中进一步了解与凹透镜相关的光线图。

射线图：凹透镜

平行于主轴的入射光线

当入射光线通过平行于主轴的凹透镜时，它会被折射（或发散）远离主轴。

当折射光线在透镜的另一侧延伸时，它与主轴相交于一点。这一点被称为虚拟焦点，可以表示为 (F1)。

图片即将推出

图 1：平行于主轴的入射光线

入射光线似乎在焦点处相交

当入射光线似乎与凹透镜的焦点 (F2) 相交时，它会平行于主轴折射。

可以通过在凹透镜的相对侧画一条线来延长入射光线。这条延长线将在虚拟焦点 (F2) 处相交。

图片即将推出

图 2：入射光线似乎与焦点 (F2) 相交

光学中心 (O) 上的入射光线

当入射光线以任意角度入射到光学中心 (O) 上时，它不会发生偏离（或折射）并且正常穿过光学中心 (O)。也就是说，折射角没有变化，折射光线没有偏离原来的路径。

图片即将推出

图 3：光学中心 (O) 上的入射光线

成像：凹透镜

既然你已经完全理解了凹透镜光线图的概念，那么让我们进一步了解凹透镜的成像。我们将使用我们的凹透镜光线图知识（在本教程的前一节中学习）来生成放置在主轴上不同点的物体的图像。

那么，让我们开始吧。

物体放置在无穷远处

当物体位于无穷远处时，物体的入射光线平行于主轴。根据光线图，平行于主轴的入射光线在对面远离主轴发散。

当发散的光线用假想线延伸时，这些线看起来会聚在焦点 (F1) 处，如下图所示。焦点 (F1) 位于凹透镜的同一侧。因此，形成的图像也位于镜头的同一侧。

此外，形成的图像是点大小的、虚拟的和正立的。

图片即将推出

图 4：无限远处的物体

物体放置在无限远和光学中心 (O) 之间

当物体位于无穷远和凹透镜光心(O)之间时，成像在焦点(F)和光心(O)之间，如下图所示。图像形成发生在凹透镜的同一侧。

平行于主轴的入射光线在凹透镜的另一侧从平行轴折射。此外，另一条入射光线毫无偏差地穿过光学中心 (O)。

当发散光线延长一条假想线时，它与入射光线（通过光学中心）相交并在焦点 (F1) 处相遇。交点与主轴之间的距离表示所形成图像的大小以及图像的位置。

图片即将推出

图 5：光学中心 (O) 和无穷远之间的物体

形象的本质是虚而立。图像的大小小于对象。

光学中心 (O) 和焦点 (F) 之间的物体位置

当物体放置在光学中心 (O) 和焦点 (F1) 之间时，图像在“O”和“F1”之间形成。图像形成在镜头的同一侧。

一条平行于主轴的入射光线偏离主轴。延伸折射光线后，它会在焦点 (F1) 处相遇。此外，另一条穿过光学中心 (O) 的入射光线不会偏离其原始路径并穿过“O”而不改变角度。

交点显示图像的形成和形成的图像的大小，如下图所示。

形象的本质是虚而立。图像的尺寸比物体小。

结论

让我们回顾一下到目前为止我们在本教程中学到的内容。我们了解了凹透镜的光线图。通过应用射线图的知识，我们学会了如何获得物体放置在凹透镜主轴上不同位置的图像。

下表总结了凹透镜的图像形成 -

表 1. 图像形成：凹透镜

常见问题

Q1。凹透镜有什么作用？

答：凹透镜将入射光线从主轴折射。换句话说，凹透镜使入射光线发散。也称为发散透镜。

Q2。是什么让凹透镜变凹？

答：凹透镜使入射光线发散，因为它在边缘较厚，在中间部分较薄。其球面的这种结构，使凹透镜变为凹面并使入射光线发散。

Q3. 凹透镜会使图像变小吗？

答：是的。凹透镜使图像的尺寸小于物体。

Q4. 什么样的图像是由凹透镜形成的？

答：凹透镜产生的是虚像和正像。此外，图像的尺寸相对小于对象的尺寸。

Q5. 近视的人用什么样的镜片？

答：凹透镜。凹透镜用于矫正人的近视。在近视（近视）中，图像在视网膜后面形成。结果，人无法正确地看到图像并且视力模糊。凹透镜使来自物体的入射光线发散，并允许成像稍微向前发生。这导致图像正好在视网膜上形成。近视可以通过凹透镜矫正。